cialisfrance24.com
viagra-50-online-store.com

Điện trở thuần bất đối xứng-sự đảm bảo cho hệ thống PoE

PDF. In Email

Thứ sáu, 25 Tháng 9 2015 16:37   |  Số truy cập: 1440

Việc mất cân bằng điện trở thuần trên hai dây dẫn sinh ra thành phần DC không mong muốn, gây biến dạng tín hiệu làm ảnh hưởng tới hiệu suất hệ thống mạng khi triển khai PoE trên đường truyền Ethernet.

Hiện nay, nhiều doanh nghiệp yêu cầu các nhà thầu thi công đo kiểm hệ thống cáp sau khi triển khai nhằm đảm bảo hiệu suất của đường truyền theo đúng với tiêu chuẩn đưa ra. Không ít trong số họ đang và dự định sử dụng công nghệ PoE để cấp nguồn điện cho thiết bị đầu cuối do tính tiện lợi và ưu việt khi triển khai, tuy nhiên việc đo kiểm các thông số cơ bản liệu có đánh giá được khả năng hỗ trợ của đường truyền khi triển khai công nghệ PoE. Chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu ngoài cách đánh giá các thông số truyền thống, những nhân tố nào ảnh hưởng tới chất lượng đường truyền khi triển khai PoE nhằm đảm bảo tính toàn vẹn, an toàn cho dữ liệu trên đường truyền Ethernet.

Được IEEE phê chuẩn năm 1999 và 2003, Gigabit Ethernet (1000Base-T) và Power over Ethernet (PoE) là hai công nghệ được xem như tiêu chí chung cho mọi hệ thống ngày nay. Ước tính 85% nền tảng hệ thống cáp hiện nay đang hỗ trợ cho hai công nghệ này. Cả hai tồn tại song song và đều phát triển nhanh trong thập kỷ qua, được rất nhiều doanh nghiệp quan tâm và triển khai cho hệ thống của họ.
Ở chuẩn 10/100Base-T, dữ liệu được truyền trên hai đôi dây, hai đôi dây còn lại dành cho PoE, trong khi ứng dụng Gigabit Ethernet lại đòi hỏi truyền và nhận dữ liệu trên cả bốn đôi dây. Như vậy, nguồn PoE phải được truyền trên cùng một đường truyền với dữ liệu.

Công nghệ PoE sử dụng dòng điện Phantom áp dụng một mức điện áp chung giữa hai đôi dây để dòng điện không ảnh hưởng đến tín hiệu dữ liệu đi cùng trên đường truyền. Tuy nhiên, việc mất đối xứng điện trở thuần giữa hai dây dẫn trên cùng một cặp sẽ dẫn đến những vấn đề nghiêm trọng cho dữ liệu được truyền đồng thời với nguồn PoE. Tiêu chuẩn TIA không đòi hỏi phải đánh giá thông số điện trở bất đối xứng (DC resistance unbalance) trong quá trình đo kiểm hiệu suất cáp, nhưng tiêu chuẩn PoE của IEEE lại quy định bắt buộc đánh giá thông số này nhằm đảm bảo thiết bị sẽ nhận được nguồn điện và dữ liệu chính xác nhất.

Tìm hiểu về PoE và thông số điện trở thuần bất đối xứng

Tiêu chuẩn IEEE 802.3af về PoE được phát triển nhằm cung cấp nguồn cho thiết bị từ xa với mức điện áp thấp thông qua hai cặp cáp xoắn đôi. Nguồn điện được đưa vào đường truyền qua thiết bị cấp nguồn PSE, thường là Switch PoE hay thiết bị mid-span. Nguồn PoE được sử dụng rộng rãi cho nhiều thiết bị: camera IP, điện thoại VoIP, Wifi, cảm biến, hệ thống Access Control…

Ban đầu, IEEE 802.3af cho phép công suất cấp nguồn tối đa là 15,4 W trên hai đôi dây, nhưng tiêu chuẩn IEEE 802.3at PoE Plus sau này cho phép tăng công suất lên đến 30 W nhằm đáp ứng những thiết bị và ứng dụng cần nhiều nguồn điện hơn như Wifi, camera IP PTZ, bảng hiệu Led…Ngoài ra, chuẩn Wifi Gigabit 802.11ac sau đó cũng đòi hỏi nguồn cấp điện công suất cao hơn để hỗ trợ thiết bị phát và xử lý tín hiệu trên hai băng tần với tốc độ dữ liệu cao. Vì vậy, chuẩn PoE Plus được đòi hỏi để đáp ứng những yêu cầu trên.
Theo IEEE, có hai phương pháp để PSE cấp nguồn trên hai đôi cáp xoắn: phương pháp A và B.

• Phương pháp B: nguồn điện được cấp trên hai đôi dây không truyền dữ liệu (số 1 và 4). Phương pháp này rất phù hợp cho tín hiệu dữ liệu khi chúng chỉ truyền trên hai đôi dây (2 và 3) như ở ứng dụng 10/100Base-T.

• Phương pháp A: nguồn điện được cung cấp đồng thời với tín diệu dữ liệu trên đôi dây số 2 và 3, rất tương thích với những ứng dụng sử dụng hai hoặc bốn đôi dây để truyền tín hiệu như 10/100Base-T và 1000Base-T.

Ở phương pháp A, nguồn được truyền cùng với tín hiệu dữ liệu trên một đôi dây bằng cách sử dụng chế độ mức điện áp chung. Dòng điện được chia đều thông qua cuộn dây của biến áp trước khi đưa vào đường truyền. Nhờ đó, nguồn điện vào đường truyền có mức điện áp bằng nhau và được chia đều để giảm tải cho dây dẫn. Nếu điện trở thuần giữa hai dây dẫn trên cùng một cặp luôn cân bằng, bên nhận sẽ không bị chênh lệch về điện áp và dòng điện, khi đó môi trường truyền dữ liệu sẽ đạt mức lý tưởng nhất.

Trên thực tế, việc mất cân bằng điện trở thuần trên hai dây dẫn là điều không thể tránh khỏi. Mức điện áp chênh lệch này sinh ra thành phần DC không mong muốn, gây biến dạng tín hiệu dữ liệu Ethernet, là nguyên nhân gây ra lỗi bit, yêu cầu gửi lại hoặc các liên kết dữ liệu không thể thiết lập.

Nguyên nhân gây mất cân bằng điện trở thuần trên dây dẫn

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến mất cân bằng điện trở thuần trên đường truyền. Nguyên nhân chính thường do tay nghề thi công kém, thiết bị thi công không phù hợp hoặc chất lượng cáp không đảm bảo. Ngoài ra, việc phân áp và dòng không ổn định trong biến áp của thiết bị PSE hoặc thiết bị đầu cuối cũng là nguyên nhân gây ra sự chênh lệch điện áp. Vì vậy, chọn thiết bị PSE hay thiết bị đầu cuối có độ tin cậy cao là phần rất quan trọng trong hệ thống.

Kỹ năng thi công kém cũng là nguyên nhân ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đường truyền. Việc đảm bảo bán kính uốn cong tối thiểu và tháo xoắn tại các đầu cuối là yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất của tuyến cáp, đặc biệt trong các ứng dụng hoạt động ở tần số cao như 1000Base-T. Tuy nhiên, tiêu chuẩn cho PoE chỉ quan tâm đến thông số điện trở của tuyến cáp và không quan tâm đến đặc tính tần số làm việc của cáp, điều này dẫn đến một số vấn đề đặt ra khi thi công cáp gây ảnh hưởng đến thông số điện trở và điện trở thuần bất đối xứng trên tuyến cáp.

Ngoài chất lượng dây dẫn, chiều dài cáp thì việc tiếp xúc ở các điểm đầu cuối của đường truyền khi bấm đầu nối cáp hay ổ cắm mạng cũng là yếu tố ảnh hưởng tới điện trở của tuyến cáp. Khi thi công bấm ổ cắm mạng, việc nhấn từng dây dẫn lên điểm tiếp xúc của ổ cắm mạng là nguyên nhân gây ra mất đồng bộ điện trở thuần trên từng dây dẫn. Với những công cụ nhấn cáp mạng truyền thống, việc duy trì một tư thế, một góc độ hay lực nhấn khi thi công là điều không thể, khiến chất lượng tiếp xúc của từng điểm kết nối ổ cắm mạng khác nhau, ảnh hưởng đến tín hiệu dữ liệu đi trên cùng đường truyền. Vì thế, để giảm thiểu việc mất cân bằng điện trở thuần, cần đảm bảo thao tác đồng bộ trên từng dây dẫn riêng lẻ ở đầu cuối. Do đó, sử dụng công cụ thích hợp sẽ tăng tính đồng bộ ở các điểm đầu cuối, tránh mất cân bằng điện trở thuần trên hệ thống khi triển khai PoE.

Ngoài công cụ thi công tốt, cáp và thiết bị kết nối cũng cần được sản xuất đúng theo tiêu chuẩn với qui trình kiểm tra nghiêm ngặt, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đưa ra. Chất lượng đồng, hình dạng vật lý của dây dẫn ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng đường truyền. Đường kính bị biến dạng, bề mặt dây dẫn không bằng phẳng hay chất lượng đồng kém sẽ làm giảm chất lượng đường truyền, là  những nguy cơ gây mất cân bằng điện trở thuần trên hai dây dẫn trong hệ thống PoE.

Hiện nay, ngành công nghiệp rất lo ngại đến việc ngày càng nhiều loại cáp đồng bọc nhôm (CCA), đồng bọc thép và các loại cáp được sản suất không theo tiêu chuẩn, giả mạo cáp Cat. 5e và Cat. 6. Những loại cáp này lại thu hút được các nhà tư vấn giải pháp hay thi công không quan tâm chất lượng mà chỉ chạy theo giá thành thấp. Cáp CCA không đáp ứng được tiêu chuẩn công nghiệp và không hỗ trợ PoE do có điện trở thuần quá lớn (cao hơn 55% so với cáp đồng nguyên chất có cùng bán kính). Điện trở quá cao làm tăng nhiệt độ cáp khi có nguồn điện chạy trong dây dẫn; suy hao năng lượng trên đường truyền lớn khiến nguồn PoE không đảm bảo hiệu suất.

Ở một số kết quả đo kiểm, cáp CCA có thể vượt qua phép đo tổng trở thuần trên từng cặp dây với một số đoạn cáp ngắn nhưng thông số này không đảm bảo được khả năng hỗ trợ PoE của đường truyền. Tuy nhiên, đối với phép đo điện trở thuần bất đối xứng thì cáp CCA không thể vượt qua dù với chiều dài cáp ngắn. Ngoài ra, cáp CCA không được chứng nhận và sản xuất theo tiêu chuẩn quy định chống cháy, không thể đáp ứng yêu cầu đảm bảo an toàn về cháy nổ của từng quốc gia.

Đo kiểm thông số điện trở thuần bất đối xứng

Tiêu chuẩn IEEE 802.3-2012 quy định thông số điện trở thuần bất đối xứng tối đa giữa hai dây dẫn là 3%, đồng nghĩa chênh lệch điện trở thuần giữa hai dây dẫn trong cùng một đôi dây không được vượt quá 3% tổng trở của hai dây dẫn-DC resistance loop. Tuy nhiên, cả TIA và IEEE đều không quy định thông số này khi đo kiểm đánh giá hiệu suất cáp. Sự thiếu sót này có thể do khả năng hạn chế của thiết bị đo kiểm, nên trước đây, thông số này chỉ được kiểm tra và đánh giá trong phòng thí nghiệm. Ngày nay, có thể đo thông số này dễ dàng với những thiết bị đo chứng nhận cao cấp như DSX-5000 của
Fluke Networks.

Đo kiểm thông số điện trở thuần bất đối xứng trên hai dây dẫn giúp đánh giá mức độ hỗ trợ PoE của đường truyền, tránh gây biến dạng tín hiệu dữ liệu khi truyền cùng với nguồn điện PoE. Ngoài khả năng đo tổng trở của từng cặp dây, nhiều thiết bị đo kiểm cao cấp sau này còn đo được thông số mất cân bằng điện trở trên từng cặp dây và đưa ra kết quả PASS, FAIL dựa theo tiêu chuẩn IEEE quy định về PoE.

Ngày nay, sự ra đời và phát triển của hệ thống camera IP và Wifi chuẩn 802.11ac dẫn đến nhu cầu sử dụng PoE Plus ngày càng gia tăng. Hơn nữa, chuẩn PoE cũng đang được xem xét và phát triển để tăng công suất lên 30 – 50W nhằm đáp ứng các nhu cầu hoạt động của các thiết bị trong tương lai không xa. Vì thế, để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt và sẵn sàng mở rộng được trong tương lai khi triển khai hệ thống Gigabit song song với PoE thì việc đánh giá thông số điện trở thuần bất đối xứng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết.

Kết luận

Đừng để hệ thống của bạn bị tê liệt vì sự mất cân bằng điện trở thuần, vì thế đo kiểm đánh giá thông số này là giải pháp đơn giản, chi phí thấp nhưng đảm bảo được hệ thống PoE hoạt động tốt cho hiện tại và nhu cầu nâng cấp hệ thống trong tương lai.

Đoàn Đức Việt
Theo Fluke Networks

 

DMCA.com Protection Status


Các bài viết khác

ABB
Brady
CommScope
Emerson
Fluke Network
Fredton
Vietrack